(57)【要約】【課題】長期使用による膜の剥離を防止できる太陽電池を提供することを目的とする。【解決手段】ガラス基板（２０１）上に多層電極である第１電極層（２０２）、光電変換層（２０６）、透明電極層である第２電極層としてＩＴＯ層（２１０）を順次配置し、第１電極層（２０２）はガラス基板（２０１）から見て、Ｃｒ層（２０３）、ＣｒとＺｎＯを構成材料とする混合層（２０４）、ＺｎＯ層（２０５）の順で積層されており、Ｃｒ層（２０３）とＺｎＯ層（２０５）の間に形成された混合層（２０４）によって、Ｃｒ層（２０３）とＺｎＯ層（２０５）の剥離を防止する。【選択図】図１
2013183030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池において、
前記第１電極層は、前記光電変換層からみて透明導電膜材料層、混合層、金属材料層の順で積層した多層膜であり、かつ、前記混合層は前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなる
太陽電池。
【請求項２】
電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池において、
前記第１電極層は、前記光電変換層からみて透明導電膜材料層、混合層、金属材料層の順で積層した多層膜であり、かつ、前記混合層は前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなる
太陽電池。
【請求項３】
電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第２電極層、光電変換層、第１電極層を順次積層してなる太陽電池において、
前記第１電極層は、前記光電変換層からみて透明導電膜材料層、混合層、金属材料層の順で積層した多層膜であり、かつ、前記混合層は前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなる
太陽電池。
【請求項４】
前記混合層に含まれる前記金属材料の含有量が透明導電膜材料層界面でゼロであり、前記金属材料層に向けて漸増し前記金属材料層界面で前記金属材料のみとなる
請求項１〜請求項３の何れかに記載の太陽電池。
【請求項５】
下電極層としての第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池を製造するに際し、
前記基板の表面から前記光電変換層に向かって金属材料層、透明導電膜材料層の順で積層して前記第１電極層を形成し、
前記透明導電膜材料層の上に、アモルファス相からなる前記光電変換層を積層し、
その後に前記光電変換層を介して前記透明導電膜材料層に熱量を与えて前記光電変換層を結晶化するとともに、熱拡散によって前記透明導電膜材料層と前記金属材料層との界面に、前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなる混合層を形成する
太陽電池の製造方法。
【請求項６】
下電極層としての第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池を製造するに際し、
前記基板の表面から前記光電変換層に向かって金属材料層、透明導電膜材料層の順で積層し、
熱拡散によって前記透明導電膜材料層と前記金属材料層との界面に、前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなる混合層を形成し、
前記透明導電膜材料層の上に、前記光電変換層を積層し、
前記光電変換層の上に、第２電極層を形成する
太陽電池の製造方法。
【請求項７】
第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池を製造するに際し、
基板の表面に第２電極層を形成し、
第２電極層の上に前記光電変換層を積層し、
前記光電変換層の上に、透明導電膜材料層を積層し、
前記透明導電膜材料層の上に金属材料層を積層し、
その後に前記金属材料層に熱量を与えて、熱拡散によって前記透明導電膜材料層と前記金属材料層との界面に、前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなる混合層を形成して、前記透明導電膜材料層と前記混合層と前記金属材料層を有する前記第１電極層を構成する
太陽電池の製造方法。
【請求項８】
金属材料を拡散する方法として、前記金属材料層と前記透明導電膜材料層の界面が３００℃以上となる熱処理を行う
請求項５〜請求項７の何れかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載の太陽電池の製造方法において、熱処理方法として、大気圧プラズマ、フラッシュランプアニール、レーザアブレーションの少なくとも１つを行う
請求項８記載の太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は太陽電池およびその製造方法、特にその多層電極の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、オール電化住宅や電気自動車など多くの電力を必要とする製品が市場に登場しており、電力の需要は年々増加している。一方、二酸化炭素の排出や放射能汚染の懸念があるため火力発電所や原子力発電所の増加は困難となってきている。このようなことからクリーンなエネルギーの普及が望まれており、中でも、太陽光発電はその資源（太陽光）が無限であること、無公害であることから注目を集めている。
【０００３】
この太陽光発電において、Ｓｉ結晶を用いた太陽電池が最も普及しているが、１Ｗあたりにかかるコストが高いため、より低コストである薄膜太陽電池の研究が盛んになっている。特に、低コスト化を進めるため、ステンレス基板や樹脂基板などを用いたロールトゥロールプロセスが検討されている。このような薄膜太陽電池としてアモルファス相からなるシリコン層を積層して形成した例が特許文献１に記載されている。この内容を図６を用いて説明する。
【０００４】
表面を絶縁処理されたＳＵＳ基板１０１上に、多層下電極１０２としてＡｇ層１０３とＺｎＯ透明導電層１０４が積層され、次いで発電層１０５としてｎ型（またはｐ型）Ｓｉ半導体層１０６、ｉ型半導体層１０７、ｐ型（ｎ型）Ｓｉ半導体層１０８を形成している。さらに、集電して電力を効率的に取り出すために、ｐ型（ｎ型）Ｓｉ半導体層１０８上にＩＴＯ層１０９を形成し、Ａｇ電極１１０を形成している。
【０００５】
この例のように、光入射面に対して下側となる多層下電極１０２に、ＺｎＯ透明導電層１０４のような透明導電材料とＡｇ層１０３のような金属材料の積層構造を用いることは、一般的である。これによって発電層と電極との良好な電気伝導性、Ａｇ電極１０３のような金属材料が発電層１０５へ拡散することによる金属不純物の影響の抑制、発電材料と透明導電材料の屈折率差に起因する発電材料／透明導電材料界面での反射による光閉じ込め効果の向上が期待できる。
【０００６】
しかし、多層電極を用いた従来の薄膜太陽電池においては、高温高湿度環境下で長期間使用した場合に、金属材料と透明導電材料との界面に剥離を生じ、太陽電池の特性が低下する問題がある。
【０００７】
この問題に対し、特許文献２では図７に示すような構造で長期使用による剥離を回避している。つまり、多層下電極１１１においてＡｇ層１１３と透明導電層１１４の間にＡｇに他の金属を含有するＡｇ合金層１１２を設けることでＡｇ層１１３と透明導電層１１４の間の密着性を向上している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３０９３５０４号公報
【特許文献２】特開２００２−１５１７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２の方法では従来の構造に合金層を導入するため、新たな材料を導入することとなり、当初の目的の低コスト化を阻害する要因となる。
本発明は上記の課題を解決するもので、多層電極を用いた薄膜太陽電池において、コスト増加を避けつつ、長期使用による剥離を回避した薄膜太陽電池および製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池は、第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池において、前記第１電極層は、前記光電変換層からみて透明導電膜材料層、混合層、金属材料層の順で積層した多層膜であり、かつ、前記混合層は前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の太陽電池は、電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池において、前記第１電極層は、前記光電変換層からみて透明導電膜材料層、混合層、金属材料層の順で積層した多層膜であり、かつ、前記混合層は前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の太陽電池は、電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第２電極層、光電変換層、第１電極層を順次積層してなる太陽電池において、前記第１電極層は、前記光電変換層からみて透明導電膜材料層、混合層、金属材料層の順で積層した多層膜であり、かつ、前記混合層は前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなることを特徴とする。
【００１３】
本発明の太陽電池の製造方法は、下電極層としての第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池を製造するに際し、前記基板の表面から前記光電変換層に向かって金属材料層、透明導電膜材料層の順で積層して前記第１電極層を形成し、前記透明導電膜材料層の上に、アモルファス相からなる前記光電変換層を積層し、その後に前記光電変換層を介して前記透明導電膜材料層に熱量を与えて前記光電変換層を結晶化するとともに、熱拡散によって前記透明導電膜材料層と前記金属材料層との界面に、前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなる混合層を形成することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の太陽電池の製造方法は、下電極層としての第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池を製造するに際し、前記基板の表面から前記光電変換層に向かって金属材料層、透明導電膜材料層の順で積層し、熱拡散によって前記透明導電膜材料層と前記金属材料層との界面に、前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなる混合層を形成し、前記透明導電膜材料層の上に、前記光電変換層を積層し、前記光電変換層の上に、第２電極層を形成することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の太陽電池の製造方法は、第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池を製造するに際し、基板の表面に第２電極層を形成し、第２電極層の上に前記光電変換層を積層し、前記光電変換層の上に、透明導電膜材料層を積層し、前記透明導電膜材料層の上に金属材料層を積層し、その後に前記金属材料層に熱量を与えて、熱拡散によって前記透明導電膜材料層と前記金属材料層との界面に、前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなる混合層を形成して、前記透明導電膜材料層と前記混合層と前記金属材料層を有する前記第１電極層を構成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
この構成によれば、金属材料層と透明導電膜材料層の間に、混合層が形成されているため、この混合層によって、長期間の使用においても、金属材料層と透明導電膜材料層の剥離を防止できる。
【００１７】
また、本発明の製造方法では、混合層を、新たな材料を導入することなく形成することができ、耐久性の向上に伴うコスト増加を僅かにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における太陽電池の積層構造を示す模式図
【図２】同実施の形態における太陽電池の製造フローを示す工程図
【図３】本発明の実施の形態２における太陽電池の製造フローを示す工程図
【図４】本発明の実施の形態３における太陽電池の構成を示す模式図
【図５】同実施の形態における太陽電池の製造フローを示す工程図
【図６】特許文献１などにおける太陽電池の積層構造を示す模式図
【図７】特許文献２などにおける太陽電池の積層構造を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１と図２は本発明の実施の形態１を示す。
【００２０】
図１に示すように、本発明のサブストレート型構造の太陽電池は、電気絶縁性を有するガラス基板２０１上に多層電極である第１電極層２０２、光電変換層２０６、透明電極層である第２電極層としてＩＴＯ層２１０を順に配置した積層構造となっている。
【００２１】
なお、下地電極としての第１電極層２０２は、ガラス基板２０１から見て、Ｃｒ層２０３、ＣｒとＺｎＯを構成材料とする混合層２０４、ＺｎＯ層２０５の順で積層している。
光電変換層２０６は、第１電極層２０２から見て、ｎ型Ｓｉ層２０７ｂ、ｉ型Ｓｉ層２０８ｂ、ｐ型Ｓｉ層２０９ｂの順に配置した積層構造となっている。
【００２２】
この太陽電池は、図２（ａ）〜（ｄ）の工程で製造できる。
はじめに図２（ａ）に示すように、厚さ約４００から１０００μｍの耐熱性のガラス基板２０１上に、スパッタリング法により、金属材料層としてのＣｒ層２０３を厚さ約５００ｎｍで、次いで透明導電膜材料層としてのＺｎＯ層２０５を厚さ約１００ｎｍで成膜する。
【００２３】
次に図２（ｂ）に示すように、スパッタリング法を用いて、アモルファス相からなる光電変換層２０６をＺｎＯ層２０５上に成膜する。この光電変換層２０６はＺｎＯ層２０５からみてｎ型ａ−Ｓｉ層２０７ａ、ｉ型ａ−Ｓｉ層２０８ａ、ｐ型ａ−Ｓｉ層２０９ａの順で成膜されている。前記スパッタリングは、Ｐをドープしたスパッタリングターゲットによりｎ型ａ−Ｓｉ層２０７ａを成膜している。不純物密度の低いスパッタリングターゲットによりｉ型ａ−Ｓｉ層２０８ａを成膜している。Ｂをドープしたスパッタリングターゲットによりｐ型ａ−Ｓｉ層２０９ａを成膜している。
【００２４】
次に、図２（ｂ）の状態の加工品に対して、大気圧プラズマ法を用いてｐ型ａ−Ｓｉ層２０９ａの表面から熱量を与える。これはアモルファス相の結晶への変化、ＢやＰのような不純物の活性化、下電極の熱拡散による混合層２０４の形成のために行われる。この熱量の供給によりａ−Ｓｉが層変化を起こし、光電変換層２０６は、図２（ｃ）に示すようにＺｎＯ膜２０５からみてｎ型Ｓｉ層２０７ｂ、ｉ型Ｓｉ層２０８ｂ、ｐ型Ｓｉ層２０９ｂの順に積層された構造となる。
【００２５】
なお、大気圧プラズマ法による前記熱量は、ＺｎＯ層２０５とＣｒ層２０３の界面が３００℃以上となるような熱処理を行うものである。
最後にＷＥＴ洗浄を行い、図２（ｄ）に示すように透明導電層である第２電極層としてのＩＴＯ層２１０をスパッタリング法により約１００ｎｍ成膜する。ＷＥＴ洗浄では１％ＨＦへの約１０分の浸漬を行っており、サンプル表面に形成された酸化膜（図示せず）を除去することを目的としている。
【００２６】
このような工程を経て作製した太陽電池では、混合層２０４により金属材料層としてのＣｒ層２０３と、透明導電膜材料層としてのＺｎＯ層２０５とが密に結合しており、長期使用による剥離を回避できる。
【００２７】
なお、本実施形態では基板材料としてフラットな耐熱性ガラス基板２０１を用いているが、表面にテクスチャが施されているガラス基板、表面を絶縁処理しているＳＵＳ基板、耐熱性は低いが安価である青板ガラスなどを用いても良い。
【００２８】
また、本実施形態では金属材料としてＣｒを用いた例を記載しているが、Ｃｒの代わりにＷ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉを単体あるいは合金の材料の一部として使用してもよい。
【００２９】
また、本実施形態では光電変換層２０６はＺｎＯ層２０５からみてｎ型、ｉ型、ｐ型の順で成膜されているがそれに限らず、ｐ型、ｉ型、ｎ型の順あるいはｉ型が無いｎ型、ｐ型の順およびｐ型、ｎ型の順としてもよい。
【００３０】
また、本実施例では透明導電膜材料層としてＺｎＯ、第２電極層としてＩＴＯを用いた構造を示しているがこれに限らず、ＺｎＯ，ＩＴＯ，ＳｎＯ２およびこれらを主成分とする透明導電性金属酸化物材料を用いてもよい。
【００３１】
また、本実施形態では大気圧プラズマ法を用いて混合層２０４を形成しているが、金属拡散のための方法はこれに限らない。なお、大気圧プラズマ、フラッシュランプアニール、レーザアブレーションなどの少なくとも１つを行うと短時間での処理が可能であるため、ガラス基板２０１にあたえる熱によるストレスを軽減できる利点がある。
【００３２】
また、本施形態のように金属の拡散によって混合層２０４を形成すると、混合層に含まれる金属材料の含有量が透明導電膜材料層界面でゼロであり、金属材料層に向けて漸増し金属材料層界面で金属材料のみとなる。このような構造では、金属材料層、混合層、透明導電膜材料層それぞれの界面の区切りが無くなり界面の存在に起因する長期使用による剥離がより抑制できる。
【００３３】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２を示す。
この実施の形態２の製造方法では、ＺｎＯ層２０５を厚さ約１００ｎｍで成膜した後に大気圧プラズマ法を用いて混合層を形成する工程を追加するものである。
【００３４】
その他の工程ならびに材料などは、実施の形態１と同様である。本実施の形態２ではより確実に金属材料層／透明導電膜材料層界面近傍に熱を供給できるため、金属の熱拡散が十分に行われ混合層の形成が確実に生じる。
【００３５】
図３（ａ）では、厚さ約４００から１０００μｍの耐熱性のガラス基板２０１上に、スパッタリング法により、金属材料層としてのＣｒ層２０３を厚さ約５００ｎｍで成膜する。その上に透明導電膜材料層としてのＺｎＯ層２０５を厚さ約１００ｎｍで成膜する。
【００３６】
図３（ｂ）では、大気圧プラズマ法を用いてＺｎＯ層２０５の表面から熱量を与える。大気圧プラズマ法による前記熱量は、ＺｎＯ層２０５とＣｒ層２０３の界面が３００℃以上となるようにして熱処理する。これによって、Ｃｒ層２０３の金属がＺｎＯ層２０５に拡散して、ＺｎＯ層２０５とＣｒ層２０３の界面に、図３（ｃ）に示すように混合層２０４が形成される。
【００３７】
図３（ｄ）では、図２（ｃ）の状態の加工品に対して、ＺｎＯ層２０５の上に光電変換層２０６を形成する。
最後に、ＷＥＴ洗浄を行い、図３（ｅ）に示すように透明導電層である第２電極層としてのＩＴＯ層２１０をスパッタリング法により約１００ｎｍ成膜する。ＷＥＴ洗浄では１％ＨＦへの約１０分の浸漬を行っており、サンプル表面に形成された酸化膜（図示せず）を除去することを目的としている。
【００３８】
（実施の形態３）
図４と図５は本発明の実施の形態３を示す。
この実施の形態３のサブストレート型構造の太陽電池は、図４に示すように、ガラス基板３０１上に透明電極層である第２電極層としてＺｎＯ層３０２、光電変換層３０３、多層電極である第１電極層３０７を順次配置した構造となっている。
【００３９】
なお、第１電極層３０７は、ガラス基板３０１から見て、Ｃｒ層３１０、ＣｒとＺｎＯを構成材料とする混合層３０９、ＺｎＯ層３０８の順で積層しており、光電変換層３０３は第一電極層３０７から見て、ｎ型Ｓｉ層３０６ｂ、ｉ型Ｓｉ層３０５ｂ、ｐ型Ｓｉ層３０４ｂの順に配置した積層構造となっている。
【００４０】
この太陽電池は、図５（ａ）〜（ｅ）の工程で製造できる。
はじめに図５（ａ）では、厚さ約４００から１０００μｍの耐熱性のガラス基板３０１上に、スパッタリング法により、透明導電層である第２電極層としてのＺｎＯ層３０２を厚さ約１００ｎｍで成膜する。
【００４１】
次に図５（ｂ）では、スパッタリング法を用いて、アモルファス相からなる光電変換層３０３を第２電極層としてのＺｎＯ層３０２上に成膜する。
なお、この光電変換層３０３は第２電極層としてのＺｎＯ層３０２からみてｐ型ａ−Ｓｉ層３０４ａ、ｉ型ａ−Ｓｉ層３０５ａ、ｎ型ａ−Ｓｉ層３０６ａの順で成膜されている。
【００４２】
なお、成膜はスパッタリング法で行われており、Ｂをドープしたスパッタリングターゲットによりｐ型ａ−Ｓｉ層３０４ａを、不純物密度の低いスパッタリングターゲットによりｉ型ａ−Ｓｉ層３０５ａを、Ｐをドープしたスパッタリングターゲットによりｎ型ａ−Ｓｉ層３０６ａをそれぞれ成膜している。
【００４３】
さらに、大気圧プラズマ法を用いてｎ型ａ−Ｓｉ層３０６ａ表面から熱量を与える。これはアモルファス相の結晶への変化、ＢやＰのような不純物の活性化のために行われる。
これによって、図５（ｃ）に示すように、図５（ｂ）での熱量の供給によりａ−Ｓｉが層変化を起こし、光電変換層３０３は第２電極層としてのＺｎＯ層３０２からみてｎ型Ｓｉ層３０４ｂ、ｉ型Ｓｉ層３０５ｂ、ｐ型Ｓｉ層３０６ｂの順に積層された構造となる。
【００４４】
図５（ｄ）では、ｗｅｔ洗浄を行い、透明導電膜材料層としてのＺｎＯ層３０８を厚さ約１００ｎｍで成膜する。次いで金属材料層としてのＣｒ層３１０を厚さ約５００ｎｍで成膜する。
【００４５】
さらに、大気圧プラズマ法を用いてＣｒ層３１０表面から熱量を与える。これはＺｎＯ層３０８とＣｒ層３１０の界面が３００℃以上となるような熱処理を行うものである。これによって、図４（ｅ）に示すように、Ｃｒ層３１０とＺｎＯ層３０８の界面に、Ｃｒの熱拡散によって混合層３０９が形成される。
【００４６】
最後に、１％ＨＦへの約１０分の浸漬を行ってｗｅｔ洗浄する。サンプル表面に形成された酸化膜（図示せず）を除去することを目的としている。
このような工程を経て作製した太陽電池では、混合層３０９により金属材料層と透明導電膜材料層が密に結合しており、長期使用による剥離を回避できる。
【００４７】
なお、本実施形態では金属材料としてＣｒを用いた例を記載しているが、Ｃｒの代わりにＷ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｔｉを単体あるいは合金の材料の一部として使用してもよい。
【００４８】
また、本実施形態では光電変換層３０３は第２電極層としてのＺｎＯ層３０２からみてｎ型、ｉ型、ｐ型の順で成膜されているがそれに限らず、ｐ型、ｉ型、ｎ型の順あるいはｉ型が無いｎ型、ｐ型の順およびｐ型、ｎ型の順としてもよい。
【００４９】
また、本実施例では透明導電膜材料層、第２電極層としてＺｎＯを用いた構造を示しているがこれに限らず、ＺｎＯ，ＩＴＯ，ＳｎＯ２およびこれらを主成分とする透明導電性金属酸化物材料を用いてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では大気圧プラズマ法を用いて混合層を形成しているが、金属拡散のための方法はこれに限らない。なお、大気圧プラズマ、フラッシュランプアニール、レーザアブレーションなどの少なくとも１つを行うと短時間での処理が可能であるためガラス基板３０１に与える熱によるストレスを軽減できる利点がある。
【００５１】
また、本実施形態のように金属の拡散によって混合層を形成すると、混合層に含まれる金属材料の含有量が透明導電膜材料層界面でゼロであり、金属材料層に向けて漸増し金属材料層界面で金属材料のみとなる。このような構造では、金属材料層、混合層、透明導電膜材料層それぞれの界面の区切りが無くなり界面の存在に起因する長期使用による剥離がより抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、太陽電池およびこれを使用している各種の設備の信頼性の向上に寄与する。
【符号の説明】
【００５３】
２０１    ガラス基板
２０２    第１電極層
２０３    Ｃｒ層
２０４    混合層
２０５    ＺｎＯ層
２０６    光電変換層
２０７ａ    ｎ型ａ−Ｓｉ層
２０７ｂ    ｎ型Ｓｉ層
２０８ａ    ｉ型ａ−Ｓｉ層
２０８ｂ    ｉ型Ｓｉ層
２０９ａ    ｐ型ａ−Ｓｉ層
２０９ｂ    ｐ型Ｓｉ層
２１０    ＩＴＯ層
３０１    ガラス基板
３０２    第２電極層としてＺｎＯ層
３０３    光電変換層
３０４ａ    ｐ型ａ−Ｓｉ層
３０４ｂ    ｐ型Ｓｉ層
３０５ａ    ｉ型ａ−Ｓｉ層
３０５ｂ    ｉ型Ｓｉ層
３０６ａ    ｎ型ａ−Ｓｉ層
３０６ｂ    ｎ型Ｓｉ層
３０７    光電変換層
３０８    ＺｎＯ層
３０９    混合層
３１０    Ｃｒ層
【図１】
2013183030.tif 000003
【図２】
2013183030.tif 000004
【図３】
2013183030.tif 000005
【図４】
2013183030.tif 000006
【図５】
2013183030.tif 000007
【図６】
2013183030.tif 000008
【図７】
2013183030.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年12月3日(2012.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池において、
前記第１電極層は、前記光電変換層からみて透明導電膜材料層、混合層、金属材料層の順で積層した多層膜であり、かつ、前記混合層は、前記金属材料層の金属材料と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなり、前記混合層に含まれる前記金属材料の含有量が、前記金属材料層に向けて漸増している
太陽電池。
【請求項２】
電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池において、
前記第１電極層は、前記光電変換層からみて透明導電膜材料層、混合層、金属材料層の順で積層した多層膜であり、かつ、前記混合層は前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなり、前記混合層に含まれる前記金属材料の含有量が、前記金属材料層に向けて漸増している
太陽電池。
【請求項３】
電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第２電極層、光電変換層、第１電極層を順次積層してなる太陽電池において、
前記第１電極層は、前記光電変換層からみて透明導電膜材料層、混合層、金属材料層の順で積層した多層膜であり、かつ、前記混合層は前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなり、記混合層に含まれる前記金属材料の含有量が、前記金属材料層に向けて漸増している
太陽電池。
【請求項４】
前記混合層に含まれる前記金属材料の含有量が透明導電膜材料層の界面でゼロであり、前記金属材料層に向けて漸増し前記金属材料層の界面で前記金属材料のみとなる
請求項１〜請求項３の何れかに記載の太陽電池。
【請求項５】
下電極層としての第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池を製造するに際し、
基板の表面から前記光電変換層に向かって金属材料層、透明導電膜材料層の順で積層して前記第１電極層を形成し、
前記透明導電膜材料層の上に、アモルファス相からなる前記光電変換層を積層し、
その後に前記光電変換層を介して前記透明導電膜材料層に熱量を与えて前記光電変換層を結晶化するとともに、熱拡散によって前記透明導電膜材料層と前記金属材料層との界面に、前記金属材料層の金属材料と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなり、前記金属材料の含有量が、前記金属材料層に向けて漸増した混合層を形成する
太陽電池の製造方法。
【請求項６】
下電極層としての第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池を製造するに際し、
基板の表面から前記光電変換層に向かって金属材料層、透明導電膜材料層の順で積層し、
熱拡散によって前記透明導電膜材料層と前記金属材料層との界面に、前記金属材料層の金属材料と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなり、前記金属材料の含有量が、前記金属材料層に向けて漸増した混合層を形成し、
前記透明導電膜材料層の上に、前記光電変換層を積層し、
前記光電変換層の上に、前記第２電極層を形成する
太陽電池の製造方法。
【請求項７】
第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池を製造するに際し、
基板の表面に第２電極層を形成し、
第２電極層の上に前記光電変換層を積層し、
前記光電変換層の上に、透明導電膜材料層を積層し、
前記透明導電膜材料層の上に金属材料層を積層し、
その後に前記金属材料層に熱量を与えて、熱拡散によって前記透明導電膜材料層と前記金属材料層との界面に、前記金属材料層の金属材料と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなり、前記金属材料の含有量が、前記金属材料層に向けて漸増した混合層を形成して、前記透明導電膜材料層と前記混合層と前記金属材料層を有する前記第１電極層を構成する
太陽電池の製造方法。
【請求項８】
前記熱拡散は、前記金属材料層と前記透明導電膜材料層の界面が３００℃以上となる熱処理を行う
請求項５〜請求項７の何れかに記載の太陽電池の製造方法。
【請求項９】
前記熱拡散は、大気圧プラズマ、フラッシュランプアニール、レーザアブレーションの少なくとも１つを行う
請求項７記載の太陽電池の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池は、第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池において、前記第１電極層は、前記光電変換層からみて透明導電膜材料層、混合層、金属材料層の順で積層した多層膜であり、かつ、前記混合層は前記金属材料層の金属材料と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなり、前記混合層に含まれる前記金属材料の含有量が、前記金属材料層に向けて漸増していることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明の太陽電池は、電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池において、前記第１電極層は、前記光電変換層からみて透明導電膜材料層、混合層、金属材料層の順で積層した多層膜であり、かつ、前記混合層は前記金属材料層の金属材料と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなり、前記混合層に含まれる前記金属材料の含有量が、前記金属材料層に向けて漸増していることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の太陽電池は、電気絶縁性を有する基板の表面に下電極層としての第２電極層、光電変換層、第１電極層を順次積層してなる太陽電池において、前記第１電極層は、前記光電変換層からみて透明導電膜材料層、混合層、金属材料層の順で積層した多層膜であり、かつ、前記混合層は前記金属材料層の金属材料と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなり、前記混合層に含まれる前記金属材料の含有量が、前記金属材料層に向けて漸増していることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の太陽電池の製造方法は、下電極層としての第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池を製造するに際し、基板の表面から前記光電変換層に向かって金属材料層、透明導電膜材料層の順で積層して前記第１電極層を形成し、前記透明導電膜材料層の上に、アモルファス相からなる前記光電変換層を積層し、その後に前記光電変換層を介して前記透明導電膜材料層に熱量を与えて前記光電変換層を結晶化するとともに、熱拡散によって前記透明導電膜材料層と前記金属材料層との界面に、前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなり、前記金属材料の含有量が、前記金属材料層に向けて漸増した混合層を形成することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明の太陽電池の製造方法は、下電極層としての第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池を製造するに際し、基板の表面から前記光電変換層に向かって金属材料層、透明導電膜材料層の順で積層し、熱拡散によって前記透明導電膜材料層と前記金属材料層との界面に、前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなり、前記金属材料の含有量が、前記金属材料層に向けて漸増した混合層を形成し、前記透明導電膜材料層の上に、前記光電変換層を積層し、前記光電変換層の上に、前記第２電極層を形成することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明の太陽電池の製造方法は、第１電極層、光電変換層、第２電極層を順次積層してなる太陽電池を製造するに際し、基板の表面に第２電極層を形成し、第２電極層の上に前記光電変換層を積層し、前記光電変換層の上に、透明導電膜材料層を積層し、前記透明導電膜材料層の上に金属材料層を積層し、その後に前記金属材料層に熱量を与えて、熱拡散によって前記透明導電膜材料層と前記金属材料層との界面に、前記金属材料層の金属と前記透明導電膜材料層の透明導電材料からなり、前記金属材料の含有量が、前記金属材料層に向けて漸増した混合層を形成して、前記透明導電膜材料層と前記混合層と前記金属材料層を有する前記第１電極層を構成することを特徴とする。